[发明专利]一种多焦点阵列光斑的发生装置及方法

权利要求书

1.一种多焦点阵列光斑的发生方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1.发出任意偏振的激光光束；

步骤S2.将任意偏振的激光光束转换为线偏振的激光光束；

步骤S3.将线偏振的激光光束进行准直扩束；

步骤S4.将准直扩束后的线偏振激光光束进行相位调制；

步骤S5.将相位调制后的线偏振光转换为角向偏振的激光光束；

步骤S6.聚焦角向偏振激光光束，在聚焦区域将产生多个焦点的阵列光斑，且每个焦点的偏振方向和空间位置是任意可调的；

所述步骤S4的激光光束相位调制对应产生聚焦区域后焦面上的纯相位调制；

所述步骤S4的激光光束相位调制对应产生多个焦点在聚焦区域上纯相位调制的发生方法，包括以下步骤：

步骤S41.将聚焦区域的后焦面对应的入射光瞳平均分为N个面积相同的扇形：A₁、A₂……A_N-1、A_N，其中每个扇形区域的顶点为入射光瞳的中心，扇形的半径为入射光瞳半径R，每个扇形的圆心角为其中N为偶数；

步骤S42.确定阵列光斑的数目M，再将每个扇形区域进一步分为M个面积相等的子扇形区域：S₁、S₂……S_M-1、S_M，其中每个子扇形区域的顶点还是入射光瞳的中心，每个子扇形区域的半径为入射光瞳半径R，且每个子扇形区域对应的圆心角为

步骤S43.将N×M个子扇形依次对应填入相应焦点位置的相位分布其中，m＝1，2，……M，获得调制产生M个焦点的空间位置可调的相位分布ψ₁；

步骤S44.确定每个焦点的线偏振方向，设焦点的线偏振方向与x轴的夹角为β，则M个焦点具有M个偏振方向，设其与x轴的夹角分别为β_m＝β₁、β₂……β_M；将半径为R的圆形入射光瞳沿直径方向分为对称的两个半圆部分，其中一个半圆里的相位为0，另一个半圆里的相位为π；旋转对称直径的方向，使其与x轴方向夹角分别为β_m，将获得M个沿不同对称方向的(0，π)调制的相位分布；

步骤S45.将M个不同对称方向的(0，π)调制的相位分布对应填入在N×M个子扇形区域，获得用于调制产生每个焦点的偏振方向可调的相位分布ψ₂；

步骤S46.将两种相位分布ψ₁和ψ₂叠加，获得纯相位调制ψ＝ψ₁+ψ₂，此纯相位调制在聚焦区域的后焦面，将会获得M个多焦点阵列光斑，且每个焦点的偏振方向和空间位置是任意可调的。

2.根据权利要求1所述一种多焦点阵列光斑的发生方法，其特征在于：所述步骤S43中的相位值由下式确定；

其中，m：表示第m个聚焦光斑；

λ：是表示从激光器出射的激光波长；

NA：是表示物镜的数值孔径；

R：是表示物镜的入射光瞳的半径；

n_t：表示物质的折射率；

Δx_m：表示第m个聚焦光斑在x方向上偏移中心位置的位移量；

Δy_m：表示第m个聚焦光斑在y方向上偏移中心位置的位移量。

3.根据权利要求1所述一种多焦点阵列光斑的发生方法，其特征在于：所述步骤S44中焦点的偏振方向与x轴的夹角β取值范围为[0，2π]。

4.根据权利要求1所述一种多焦点阵列光斑的发生方法，其特征在于：所述步骤S6中多个焦点的阵列光斑的数量可调。

5.根据权利要求1至4任一项所述一种多焦点阵列光斑的发生方法，其特征在于：所述步骤S6中每个焦点的偏振方向可调为线偏振方向，且每个焦点在聚焦区域上的线偏振方向是任意可调。